宋国明

(海军装备部，西安710021)

0 引言

钛合金是重要的航空、航天结构材料。由于钛合金导热性差、摩擦系数大、抗摩擦性较差，对微动损伤极为敏感［1-6］，据估计航空结构破坏中涉及微动损伤的比例高达90%［3，6］。微动损伤机理较为复杂，涉及黏着、腐蚀、疲劳及磨粒磨损多种机制，虽然进行了较为广泛的研究，然而微动损伤机理及评价标准尚未统一，也没有一个统一的能在设计阶段预防的有效办法，使得微动损伤问题受到工程界普遍关注。普遍认为对微动损伤起主要作用的参数有:1)接触面相对滑动幅值和频率;2)接触面应力大小、方向和变化;3)匹配材料和接触面状态;4)接触面温度及环境［3，6-7］。

某型燃气轮机运行近1000 h之后，发生2片低压压气机转子叶片脱榫断裂和同级9片叶片榫头裂纹故障，多级叶片被打伤。断裂和裂纹转子叶片材料为(α+β)型钛合金，系模锻、机械加工成型叶片，与其配合压气盘也为同类钛合金，采用燕尾形安装结构。

通过对断裂和裂纹叶片外观观察、断口分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验等手段，确认叶片断裂和裂纹的性质，分析叶片早期断裂原因，以期探寻改进预防措施。

1 试验过程与结果

1.1 宏观观察

对断裂、裂纹叶片及与叶片配合的压气机盘榫头进行宏观观察，2片叶片由榫槽部位横向断裂，断裂位置相同，榫齿工作面有氧化色及较重的摩擦痕迹(图1、图2)。同级9片叶片在相同位置出现裂纹，裂纹均位于叶背一侧，部分叶片裂纹已延……